Forskare upptäcker mest massivt svart hålfusion någonsin – och det föddes ett monster 225 gånger så massivt som solen
Forskare har upptäckt den största hål Fusion som någonsin har känt-en gigantisk kollision från två massiva rymdtidsbrott som spiralerar in i varandra-och det kan ha bevis på den mest svårfångade typen av svart hål i universum.
Fusionen, som hände i utkanten av vår Milky Way Galaxy, producerade ett svart hål ungefär 225 gånger mer massivt än solen.
Det är nästan dubbelt den tidigare skivhållaren, som skapade ett sista svart hål med en massa av Cirka 142 solar. Den nya kollisionen hittades av Ligo-Virgo-Kagra (LVK) samarbete, en grupp av fyra detektorer som identifierar kataklysmiska kosmiska händelser från gravitationsvågorna som spill ut i deras vakna. Gravitationsvågor är krusningar i tyget i rymdtiden, först förutsett att existera av Albert Einstein och bekräftades av Ligo 2015. För deras banbrytande upptäckt fick fysiker som var involverade i forskningen ett Nobelpris 2017.
Men mest spännande för forskarna är de två svarta hålens massor: ungefär 100 och 140 gånger solens. Som var fallet med den tidigare upptäckten, faller svarta hål i dessa storlekar i ett ”massgap” som utmanar konventionell visdom om hur rymdtidsbrott bildas. Forskarna kommer att presentera sina resultat 14 till 18 juli vid 24: e internationella konferensen om allmän relativitet och gravitation (GR24) och den 16: e Edoardo Amaldi -konferensen om gravitationsvågor i Glasgow, Skottland.
”Vi förväntar oss att de flesta svarta hål ska bildas när stjärnor dör – om stjärnan är tillräckligt massiv, kollapsar den till ett svart hål,” Mark Hannamen fysikprofessor vid Cardiff University i Wales och en medlem av LVK -samarbetet, berättade Live Science. ”Men för riktigt massiva stjärnor säger våra teorier att kollapsen är instabil, och det mesta av massan sprängs bort i supernova -explosioner och ett svart hål kan inte bildas.”
”Vi förväntar oss inte att svarta hål ska bildas mellan cirka 60 och 130 gånger solens massa,” tillade han. ”I denna observation verkar de svarta hålen ligga i det massområdet.”
Släkt: Europa godkänner Lisa, ett nästa generations rymduppdrag som kommer att upptäcka de svagaste krusningarna i rymdtid
Svarta hål är födda från kollaps av jättestjärnor och växer genom att gorging på gas, damm, stjärnor och andra svarta hål. För närvarande faller kända svarta hål i två kategorier: STALLAR-MASS Black Holes, som sträcker sig från några till några dussin gånger solens massa; och supermassiva svarta hål, som kan vara allt från cirka 100 000 till 50 miljarder gånger så massiva som solen.
Ändå kan de som faller i klyftan för dessa två massavstånd, kända som mellanmassiga svarta hål, fysiskt oförmögna från direktstjärnkollaps och därmed förblir otroligt sällsynta. Antydningar om deras existens har ändå hittatsvilket leder astrofysiker att postulera att dessa svarta hål växer från sammanslagning med andra som är liknande i storlek.
Bevis för denna sammanslagning anlände den 23 november 2023, då två minuscule-distorsioner i rymdtid passerade genom laserinterferometern Gravitational-Wave Observatory’s (LIGO) detektorer i Louisiana och Washington. De två detektorerna-var och en med två L-formade 2,5 mil långa (4 kilometer) armar som innehåller två identiska laserstrålar-är utformade så att om en gravitationsvåg passerar genom jorden, kommer laserljuset i den ena armen på detektorn att komprimeras medan den andra expanderar, vilket skapar en liten förändring i relativa väglängder i balkarna.
Signalen som anlände till detektorerna var komplex och kom från två svarta hål med hög massa som snurrade snabbt. Astronomer analyserar vanligtvis svarthålfusioner genom att modellera signaler från olika typer av binära hålsystem, innan de matchar dem till någon ny signal de ser.
Men för att denna teknik ska fungera måste modellerna vara exakta, och Einsteins ekvationer är svårare att lösa (och därför mindre exakta) när de svarta hålen snurrar snabbt.
”De svarta hålen i GW231123 verkar vara mycket snurrande, och våra olika modeller ger olika resultat,” sade Hannam. ”Det betyder att även om vi är säkra på att de svarta hålen är mycket massiva, mäter vi inte massorna särskilt exakt. Till exempel spänner vi de möjliga massorna för det mindre svarta hålet hela massgapet.”
För att forskare ska få bättre beräkningar av dessa massor måste dessa modeller förfinas, vilket troligen kommer att kräva fler observationer av liknande högspinnfusioner.
Sådana upptäckter skulle vara troliga; Ligo-, jungfru- och Kagra -gravitationsvågdetektorerna har upptäckt 300 sammanslagningar sedan början av den första körningen 2015, med 200 hittades i den fjärde körningen ensam. Ändå står Ligo, som finansieras av National Science Foundation, inför Trump-administrationens budgetnedskärningar som kan stänga av en detektor, vilket gör nuvarande upptäckter ”nästan omöjligt”, ” Enligt anläggningens direktör, David Reitze.
